高层建筑防雷设计与施工技术研究

【摘要】高层建筑的防雷工程十分重要。文章探讨了高层建筑防雷设计问题，并分析了高层建筑防雷的施工与技术。

【关键词】高层建筑；防雷；设计；施工

建筑的高层化和智能化已成为城市发展的一种趋势。高层建筑比一般建筑遭受雷击的概率要大得多，而一旦遭雷击，损失将非常严重。普通建筑物防雷保护的防雷装置把强大的

雷电流通过引下线泄入大地，在附近空间产生了强大的电磁场变化，会在相邻的导线上感应

出雷电过电压，因此普通建筑物防雷系统不但不能保护高层建筑物内的电子设备与计算机系

统，反而可能会引入雷电。因此，高层建筑的防雷保护成为一个越来越重要的课题。

一、高层建筑防雷设计

高层建筑综合防雷设计要点，应将外部防雷设计和内部防雷设计进行整体统一的考虑，

只有这样才能使建筑物防雷更加安全、可靠。

1、外部防雷设计（1）接闪器的设计。

外部防雷都是采用避雷针、避雷带、避雷线、避雷网作为接闪器，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下，然后通过良好的接地装置迅速而安全把它泄入大地，其设计通常采用滚球法和网格法。在设计时，用一40×4镀锌扁钢在建筑物顶部，沿女儿墙、楼梯间、电梯机房屋顶四周暗敷，并焊接连通成环状作为避雷连接线，避雷短针（用Φ12镀锌圆钢高600mm，间距3m）与避雷连接线焊接连通作防雷接闪器。

（2）引下线的设计。

引下线应上与接闪器连接，下与接地装置连接，中间与各层均压环均

相互焊接连通，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。在设计时要注意引下线尽

可能短，并尽可能地利用建筑物内四个角的主筋作为引下线；在30 m以上部位，每隔两层，

沿建筑物四周敷设一道水平避雷带与各根引下线相焊接；当引下线很长时，应在建筑物的中

间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降；高层建筑30m以上部分的金属栏杆、金属门窗、金属构件和较大的金属装饰件均应与防雷装置连接，具体施工时，将引下线和楼层的主梁连接，由圈梁与主梁的钢筋引出至预埋件，然后将预埋件焊一条与金属门窗相连接。

（3）接地装置的设计。

接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。每种建筑物的接地装置并不一样，钢筋混凝土结构的建筑物符合规定的，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，

可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（必须离开建筑物3m以外）；对木结构和砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式；当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周圈式接地装置，减少接地装置的冲击阻抗，有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压；采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约4～12m）的效果为最好，接地极可采用0.25m左右，2～3mm厚的铜板，再用编织扁铜线将各接地极相连；在楼群间进出，相互联接的线路，也需穿钢管或铠装或双金属屏蔽层，并两端接地，以杜绝过电压自芯线引入。

2、内部防雷设计

（1）等电位联接。

在做等电位连接时，每层外墙的金属栏杆、门窗等与均压环连通（每一构件不少于两处）；玻璃幕墙的支架、钢龙骨等（每层、多点）与均压环连通成等电位，以防侧击雷；架空或埋地进出建筑物的所有金属管道、金属构件、电缆金属外皮及其保护钢管等，在进出建筑物处（通过与由基础接地主钢筋网焊接引出的200×200×6预埋钢板相连通）与防雷接地装置作等电位联结；各管道井及各电梯井所在处，均由基础接地主钢筋网焊接引出一40×4镀锌扁钢与金属管道及电梯导轨作等电位联结；把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，使整个建筑物成为良好的等电位体。

（2）屏蔽设施。

屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。可利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网；当钢筋密度不够时，可按各种设备的不同需要增加网格的密度，从而实现屏蔽。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。

二、高层建筑防雷施工技术策略

1、基础接地与人工接地装置

（1）建筑物基础

基础接地焊接是接地施工中的第一环节。特别是在设计接地电阻值比较小、技术要求比

较高的情况下，就更加要严格按照设计要求和施工规范要求施工，以保证质量。除了认真按

设计图纸施工外还要认真检查施工质量，创新和改进施工方法，采取有效的技术措施，以达

到设计图纸要求的目标。

（2）室外人工接地体

室外接地体由接地极和接地线组成。接地极有镀锌角钢、镀锌圆钢、镀锌钢管等。接地

线有镀锌扁钢、镀锌圆钢等。

2、引下线

引下线是连接防雷接闪装置和接地装置的一段导线。其作用是将雷电流引入接地装

置。引下线可以是由若干并联的电流通路，其电流通路的长度应是最短的。

3、接地电阻测试

检测接地电阻的工作要摆脱单纯检测建筑物的接地电阻值，还要注意均压措施是否符

合规范要求。由于接地体属于隐蔽工程，地下部分的检测难度很大，因此要认真查看露出地

面部分的施工工艺，做好隐蔽工程施工记录，确保用户使用安全。测量铝门窗接地电阻值时应该注意按测量仪器使用说明书有关事项进行。另外还要注意阴雨天地面潮湿使测量值不准时，尽量不测量；土建基础周围水泥砂浆地面较多，测量时有关探针必须插入土壤中，且间距合适；测量时测试导线与铝门窗夹层处应轻轻打磨掉氧化层或喷涂层，位置应选在与防雷引线连接一侧边框的较隐蔽处；由于接触不良，土壤潮湿不同，摇表转速不同和其他人为与自然因素，每次测量同一门窗读数都不会完全相同，但只要电阻值在设计值范围内都属合格。

参考文献：

[1]关润培. 论高层建筑采用防雷保护技术及综合布线的分析[J].建材与装饰（下旬刊），2008，（05）.

[2]杨伟强.浅谈建筑防雷设计[J].硅谷，2008，（9）

作者简介：

贺小康、男、1981年5月、助理工程师、工作于安阳市屹峰园林绿化工程有限公司